TWI608336B - 散熱模組及具有該散熱模組的電子裝置 - Google Patents

Description

散熱模組及具有該散熱模組的電子裝置

本揭露係關於一種散熱模組及應用該散熱模組的電子裝置，特別係關於一種應用被動式散熱原理進行運作的散熱模組及應用該散熱模組的電子裝置。

現今網路科技傳輸速度不斷提升，於電腦伺服器處理龐大的資料運算時，需要許多儲存單元(如磁碟機、硬碟(Hard Disk Drive，HDD)、固態硬碟(Solid State Drive，SSD)、燒錄機等)來儲存資料。然而，儲存單元在運作時所產生的熱可能會導致儲存單元本身或相鄰其他電子組件故障，故必須設法散除多餘的熱能以減少電腦伺服器的故障率。

為解決上述散熱問題，在傳統的儲存單元的固定設備當中，往往是藉由散熱風扇所產生的氣流吹散電子裝置發出的熱，並將多餘的熱傳送至電子裝置的外部。然而，此類主動式的散熱機構不但需要花費額外成本建置散熱風扇，尚需消耗額外電力驅動散熱風扇，造成使用上的不便。

另一方面，在傳統的儲存單元固定設備當中，儲存單元的位置是透過一限位機構加以定位。然而，上述限位機構的組成構件數量相當龐大且組裝方式複雜，不利生產成本降 低。又，上述限位機構通常是以塑膠材料製成，由於塑膠材料的導熱係數藉由0.1-0.2w/m*k之間，亦不利於儲存單元進行散熱。

有鑑於習知技術的缺點，本揭露之一目的在於提供一種可協助電子組件散除熱能的散熱模組。本揭露之另一目的在於提供一種可供電子組件快速結合與分離的散熱模組，其具有零組件數量少、方便組裝等優點。

根據本揭露的部份實施例，上述散熱模組包括一基座、支架、及一定位件。支架設置於基座上並具有一配置用於容置電子組件的通道。支架與基座相鄰的邊緣的至少一段部係與基座間隔設置。一氣流流道入口形成於支架與基座的至少一段部之間並連結通道。定位件設置於該通道內並連結該支架的一表面。當電子組件設置於通道內時，電子組件受定位件所抵靠。並且，定位件與上述定位件所設置的表面間具有一間距用以供氣流通過。

本揭露之另一目的在於提供一電子裝置。電子裝置包括上述任一實施例的散熱模組及一電路板，其中基座具有一上表面及一相對上表面的下表面，且一開孔穿設基座的上表面與下表面。支架設置於基座的上表面。電路板設置於基座的下表面。電路板包括一設置於開孔內並暴露於上表面的電性連接座。當電子組件設置於通道內時，電子組件電性連結電性連接座。

1‧‧‧電子裝置

2‧‧‧殼體

20‧‧‧開口

21、22、23、24‧‧‧側殼件

3‧‧‧基座

31‧‧‧平台

32‧‧‧支撐結構

33‧‧‧上表面

34‧‧‧下表面

35‧‧‧開孔

4‧‧‧避震墊片

5‧‧‧支架

50a、50b、50c、50d‧‧‧通道

51a、51b‧‧‧側板(橫向側板)

510a‧‧‧邊緣

511a‧‧‧第一段部

512a‧‧‧第二段部

52a、52b、52c、52d、52e‧‧‧側板(縱向側板)

520a、520b、520c、520d‧‧‧表面

521a、521b、521c‧‧‧開口

55‧‧‧彎曲結構

6‧‧‧定位件

61‧‧‧中間部

62‧‧‧側部

7‧‧‧電路板

71‧‧‧電性連接座

8‧‧‧氣流流道入口

100、200‧‧‧電子組件

D1、D2、D3、D4‧‧‧間距

H‧‧‧高度

P‧‧‧正投影

W1、W2‧‧‧寬度

根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖式並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。

第1圖顯示本揭露的部份實施例的電子裝置的示意圖，其中複數個電子組件設置於電子裝置中。

第2圖顯示本揭露的部份實施例的電子裝置的爆炸圖。

第3圖顯示本揭露的部分實施例的部分元件包括基座、支架與定位件的上視圖。

第4圖顯示本揭露部分實施例的電子裝置的剖面示意圖，其中二個具有不同寬度的電子組件設置於電子裝置中。

第5圖顯示本揭露的部分實施例的電子裝置1的部分結構的示意圖，其中氣流通過支架內的通道。

以下將特舉數個具體之實施例，並配合所附圖式做詳細說明，圖上顯示數個實施例。然而，本揭露可以許多不同形式實施，不局限於以下所述之實施例，在此提供之實施例可使得揭露得以更透徹及完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技藝者。

必需了解的是，為特別描述或圖式之元件可以此技術人士所熟知之各種形式存在。此外，當某元件在其它元件或基座「上」時，有可能是指「直接」在其它元件或基座上，或指某元件在其它元件或基座上，或指其它元件或基座之間還具有其它元件。

此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」，以描述圖式的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是，如果將圖式的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。

在此，「約」、「大約」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內。在此給定的數量為大約的數量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱含「約」、「大約」之含義。

第1圖顯示本揭露的部份實施例的電子裝置1的示意圖。本揭露之電子裝置1係配置用於供至少一個或多個例如為碟片式硬碟(hard disc drive，HDD)的電子組件100以可抽取的方式設置於其中。當電子組件100設置於電子裝置1中時，電子裝置1供給驅動電子組件100所需之電力，且電子組件100透過電子裝置1與其他電子裝置(圖未示)進行資料傳遞與資料接收之工作，例如透過有線或無線網路與其他電子裝置進行資料傳輸。

第2圖顯示本揭露的部份實施例的電子裝置1的爆炸圖。根據本揭露的部份實施例，電子裝置1包括殼體2、基座3、複數個避震墊片4、支架5、複數個定位件6、及電路板7。電子裝置1元件的數量可以根據需求增加或減少，並不僅以此實施例所限。

在部分實施例中，殼體2包括複數個側殼件，例如側殼件21、22、23及24。側殼件21與側殼件23對向設置。側殼 件22與側殼件24對向設置並各自連結於側殼件21的邊緣與側殼件23的邊緣之間。在一應用例中，當殼體2放置於一平面(例如：桌面)時，側殼件23為殼體2的底面，側殼件23直接面向上述平面。此時，側殼件21為殼體2的頂面，且一開口20形成於側殼件21之上。電子組件100可通過殼體2之開口20放置進入電子裝置1當中。然而，應瞭解的是本揭露的實施例仍可有多種形式以及變化。

基座3設置於側殼件23之上並配置用於固定支架5與電路板7。在部分實施例中，基座3包括平台31及二個支撐結構32。平台31具有一上表面33與一相對上表面33的下表面34，下表面34直接面向側殼件23。在部分實施例中，二個支撐結構32係分別形成於平台31的下表面34鄰近側殼件22與側殼件24的相對二個邊緣。二個支撐結構32朝遠離下表面34的方向延伸。基座3藉由二個支撐結構32設置於側殼件23之上，使平台31與側殼件23間隔設置。在部分實施例中，複數個開孔35穿設平台31的上表面33與下表面34，以允許電子組件100(第1圖)與電路板電性連結。基座3可由例如是SUS304、SUS301、SGCC、SECC、SPCC具有高熱傳導特性的材質所製成。

在部分實施例中，電路板7設置於平台31的下表面34且包括複數個電性連接座71。電性連接座71設置於基座3的開孔35內。在部分實施例中，複數個避震墊片4圍繞相鄰開孔35設置於平台31的上表面33。避震墊片4為電子組件100(第1圖)與平台31間提供緩衝，以避免電子組件100因震動而損壞。避震墊片4可由例如是橡膠的材質所製成。

第3圖顯示本揭露的部分實施例的部分元件包括基座3、支架5、定位件6的上視圖。支架5設置於平台31的上表面33並配置用於收容電子組件100。

在部分實施例中，支架5包括複數個側板，例如：二個橫向側板51a、51b及五個縱向側板52a、52b、52c、52d、52e。二個橫向側板51a、51b在X方向彼此平行設置，並且二個縱向側板52a、52e在Y方向彼此平行設置，其中二個縱向側板52a、52e各自連結於二個橫向側板51a、51b的邊緣之間。

在部分實施例中，三個縱向側板52b、52c、52d位於二個縱向側板52a、52e之間並各自連結二個橫向側板51a、51b。如此一來，如第3圖所示，四個沿垂直平台31方向(Z方向)延伸並面向開口20的通道50a、50b、50c、50d由支架5所定義。通道50a、50b、50c、50d的寬度可充分大於欲收容的電子組件100的寬度。各通道50a、50b、50c、50d的寬度可以相等或不相等。

然而，應瞭解的是本揭露的實施例仍可有多種形式以及變化。通道的數量可以依照所欲放置的電子組件的數量而進行增加或減少。舉例而言，在僅用於放置一個電子組件的實施例中，三個縱向側板52b、52c、52d省略設置，並且二個橫向側板的寬度大略相等於第3圖所示單一通道50a的寬度，故僅一通道定義於支架5內。

支架5的各側板間可以藉由例如焊接的方式進行連結。或者，支架5部分側板係一體成形構成，並且部分側板間係藉由例如焊接的方式進行連結。支架5可由例如是SUS 304、SUS301、SGCC、SECC、SPCC具有高熱傳導特性的材質所製成。

第4圖顯示本揭露部分實施例的電子裝置的剖面示意圖。在部分實施例中，支架5相鄰基座3的邊緣並非完全接觸基座3，支架5相鄰基座3的邊緣的部份段部係與基座3間隔設置，以定義一或多個氣流流道入口在支架5與基座3之間。舉例而言，如第4圖所示，橫向側板51a相鄰基座3的邊緣510a包括第一段部511a與二個位於第一段部511a二側的第二段部512a，其中第一段部511a係與基座3間隔設置，一氣流流道入口8各自定義於橫向側板51a的第一段部與基座3之間。橫向側板51b的設置方式亦相似於橫向側板51a，在此不加以重複。氣流流道入口8的高度H(橫向側板51a下緣與基座3的間距)約5mm。

在上述實施例中，雖然二個縱向側板52a、52e相鄰基座3的邊緣直接接觸基座3，沒有空隙存在於基座3與二個縱向側板52a、52e之間，但應瞭解的是本揭露的實施例仍可有多種形式以及變化。在部分實施例中，二個縱向側板52a、52e相鄰基座3的邊緣的部份段部亦與基座3間隔設置。於是，除了第4圖所示的氣流流道入口8之外更有額外的一或多個氣流流道入口定義於二個縱向側板52a、52e與基座3之間。

在部分實施例中，二個橫向側板51a、51b相鄰基座3的邊緣的具有對應於通道數量的氣流流道入口彼此間隔設置。舉例而言，橫向側板51a定義四個氣流流道入口，其中四個氣流流道入口獨立連通於四個通道50a、50b、50c、50d其中 一者。

在部分實施例中，支架5的部份側板在遠離基座3的一側是具有朝遠離通道的方向向外延伸的彎曲結構。舉例而言，如第4圖所示，支架5的二個橫向側板51a、51b與二個52a、52e在遠離基座3的一側各自具有一朝遠離通道50a、50b、50c、50d的方向向外延伸的彎曲結構55。彎曲結構55在平行基座3的方向上可延伸一既定距離，關於彎曲結構55所產生的功效將於關於第5圖的說明中詳述。

在部分實施例中，支架5的部份側板係開設有一開口，以增加支架5的散熱效率。舉例而言，如第4圖所示，每一縱向側板52a、52b、52c分別為一開口521a、521b、521c所貫穿。開口521a、521b、521c係分別面對位於通道50a、50b、50c內的定位件6。

再次參照第3圖，每一通道50a、50b、50c、50d內具有一定位件6設置於其中，其中殼體2的開口20在基座3的正投影與定位件6在基座3的正投影P相互重疊。定位件6係配置用於在電子組件100設置於通道50a、50b、50c、50d內時限定電子組件100的位置。

在部分實施例中，定位件6可由例如是SUS304、SK5具有高熱傳導特性的金屬薄片所製成，且包括一中間部61與二個側部62。中間部61具有一矩形的平坦表面，二個側部62分別連結於中間部61的相對二側緣並分別與中間部61夾設一大於90度的夾角。整體觀之，定位件6大致具有拱形的樣態。在部分實施例中，如第4圖所示，定位件6係藉由二個側部62設 置於縱向側板52a、52b、52c、52d的表面520a、520b、520c、520d上。於是，定位件6突出於其所設置的縱向側板52a、52b、52c、52d的表面520a、520b、520c、520d。

在部分實施例中，定位件6的中間部61與其所設置的縱向側板間以及與其相鄰的縱向側板間各自相鄰一間距，並不直接接觸。舉例而言，如第3圖所示，定位件6的中間部61與其所設置的縱向側板52a的表面520a間相隔間距D1，且定位件6的中間部61與其相鄰的縱向側板52b間相隔間距D2。第3圖其餘定位件6亦以相同方式配置。

根據本揭露部分實施例，電子裝置1的使用說明如下：參照第4圖，根據本揭露的部份實施例，電子裝置1的通道50b是用於收容具有寬度W1的電子組件100，並且電子裝置1的通道50a是用於收容具有寬度W2的電子組件200，其中寬度W1等於上述間距D2且寬度W2大於間距D2。

在電子組件100插入通道50b的過程中，使用者持續施加一推力，使電子組件100朝基座3方向移動。當電子組件100的下緣抵靠定位件6時，電子組件100受定位件6的導引而進入定位件6與縱向側板52c之間的區域，使電子組件100的電性接點正對通道50b內的電性連接座71。接著，持續移動電子組件100朝基座3前進，直至電子組件100抵靠避震墊片4並與電性連接座71電性接合為止。

在上述實施例中，電子組件100插入通道50b後，位於通道50b的定位件6的中間部61係與其所設置的縱向側板 52b間相隔間距D1，並與相鄰的縱向側板52c間相隔間距D2，其中電子組件100面對縱向側板52b的開口521b與縱向側板52c的開口521c。另外，如第1圖所示，電子組件100至少部分裸露於支架5之外，以增加散熱效率。並且，電子組件100通過開口20且與開口20的邊緣具有縫隙，以供氣流通過。然而，應瞭解的是本揭露的實施例仍可有多種形式以及變化。電子組件100可完全設置於通道50b內，而未裸露於支架5之外。

另一方面，在電子組件200插入通道50a的過程中，使用者持續施加一推力，使電子組件200朝基座3方向移動。當電子組件200的下緣抵靠定位件6時，電子組件200受定位件6的導引而進入定位件6與縱向側板52b之間的區域，使電子組件200的電性接點正對通道50a內的電性連接座71。接著，持續移動電子組件200朝基座3前進，直至電子組件200抵靠避震墊片4並與電性連接座71電性接合為止。

在上述實施例中，電子組件200插入通道50a內部後，位於通道50a的定位件6的中間部61係與其所設置的縱向側板52a間相隔間距D3，並與相鄰的縱向側板52b間相隔間距D4。另外，電子組件200面對縱向側板52a的開口521a與縱向側板52b的開口521b。值得注意的是，由於電子組件200的寬度W2大於定位件6在未變形前與相鄰的縱向側板52b間的間距D2，電子組件200進入定位件6與縱向側板52b之間的區域時，定位件6的側部62會受電子組件200擠壓而產生形變，使定位件6的中間部61朝縱向側板52a移動，以容置電子組件200於定位件6與縱向側板52b之間。

參照第4、5圖。根據本揭露部分實施例，電子裝置1散熱原理說明如下：在部分實施例中，當電子組件200設置於電子裝置1時，電子組件200因運作而產生熱能。此時，由於定位件6的中間部61直接接觸電子組件200，部分來自電子組件200的熱能係藉由熱傳導原理通過定位件6而直接傳送至支架5，藉此驅散電子組件200所產生的熱能。

值得注意的是，由於定位件6的中間部61為平坦結構，電子組件200與定位件6間具有充分的接觸面積，來自電子組件200的熱能可以快速傳遞至定位件6。並且，由於定位件6具有拱形的造型，定位件6自身的熱能亦可快速傳送至周圍環境。另外，由於支架5部分側板的上方具有彎曲結構的設計，增加支架5在水平方向上的延展面積，故可提高來自支架5的熱能擴散至周圍空氣的效率。再者，由於支架5與電路板7皆設置於基座3上，來自支架5與電路板7的熱能亦可透過熱傳導的方式將熱能傳送至基座3，進而降低支架5與電路板7的溫度。

電子組件200與電路板7除藉由上述熱傳導方式排除熱能外，更可藉由熱對流方式進行排除。詳而言之，由於氣流流道入口8的開設，位於通道50a外部的冷空氣可經由氣流流道入口8進入通道50a內。此時，藉由熱對流原理，一氣流流經電子組件200與縱向側板52a間的間距D3，並在通過定位件6與電子組件200後，經由通道50a遠離基座3的一側流出通道50a，進而降低支架5、定位件6與電子組件200的溫度。值得注意的是，由於縱向側板52a、52b上具有開口521a、521b，來自定位 件6的熱能或者來自電子組件200的熱能可以通過開口521a或開口521b排出通道50a。另外，透過二個支撐結構32的設置，一對流空間形成於基座3下表面34之下。於是，電路板7的熱能亦可藉由當中的冷空氣加以排除。

應當理解的是，上述電子裝置1散熱原理的說明不應限制於電子組件200的應用，凡是任何設置於電子裝置1內部的電子組件皆可透過相同或相似的方式達到驅散熱能的目的。另外，在上述實施例中，雖然基座3、支架5與定位件6皆以導熱良好的材質製成，但本揭露並不僅此為限。基座3、支架5與定位件6亦可採用不易導熱的材質所製成，電子組件的熱能透過熱對流方式排除。

本揭露多個實施例中，電子組件藉由定位件快速固定於一支架當中。電子組件所產生的熱能不僅可以經由定位件而被驅散，亦可經由自支架下方流入的冷空氣而被帶離，藉此避免電子組件因高溫所導致不良運作情形發生。此外，由於定位件可進行彈性變形，電子裝置可用於收容多種具有不同寬度的電子組件。又，由於電子裝置例如基座、支架、定位件等構件皆由質量輕的材質所製成，亦可減輕電子裝置重量，達到輕量化設計的目的。

雖然本揭露已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本揭露，本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧電子裝置

2‧‧‧殼體

3‧‧‧基座

4‧‧‧避震墊片

5‧‧‧支架

50a、50b、50c、50d‧‧‧通道

51a‧‧‧側板(橫向側板)

510a‧‧‧邊緣

511a‧‧‧第一段部

512a‧‧‧第二段部

52a、52b、52c、52d、52e‧‧‧側板(縱向側板)

521a、521b、521c‧‧‧開口

55‧‧‧彎曲結構

6‧‧‧定位件

61‧‧‧中間部

62‧‧‧側部

7‧‧‧電路板

71‧‧‧電性連接座

8‧‧‧氣流流道入口

100、200‧‧‧電子組件

D1、D2、D3、D4‧‧‧間距

H‧‧‧高度

P‧‧‧正投影

W1、W2‧‧‧寬度

Claims (15)

1. 一種散熱模組，適用於放置一電子組件，包括：一基座；一支架，設置於該基座上並具有一配置用於容置該電子組件的通道，其中該支架與該基座相鄰的邊緣的至少一段部係與該基座間隔設置，一氣流流道入口形成於該支架之該至少一段部與該基座之間，該氣流流道入口連結該通道；以及一定位件，設置於該通道內並連結該支架的一表面；其中，當該電子組件設置於該通道時，該電子組件受該定位件所抵靠，且該定位件與該表面間具有一間距以供氣流通過。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中當該電子組件運作時，藉由熱對流作用，一氣流自該氣流流道入口流入該通道，並經由該間距後再由該通道遠離該基座的一側流出該通道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該定位件包括一金屬片，該金屬片包括：一中間部，包括一平坦表面，其中當該電子組件設置於該通道內時，該中間部的該平坦表面係直接接觸該電子組件；以及二個側部，各自連結該中間部的一側，其中該定位件藉由該二個側部連結該支架的該表面，該中間部與該支架的該表面相隔該間距。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱模組，其中當該電子組件設置於該通道時，該二個側部受擠壓而變形，且該中間部朝該支架的該表面移動。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該支架包括：二個縱向側板，彼此相對設置；以及二個橫向側板，各自連結於該二個縱向側板之間；其中該二個縱向側板與該基座相鄰的邊緣間隔設置，並且二個氣流流道入口各自形成於該二個縱向側板與該基座之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該支架包括複數個側板，其中該等側板遠離該基板的末端具有一彎曲結構，該彎曲結構朝遠離通道的方向向外延伸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該表面具有一開口，當該電子組件設置於該通道內時，該開口面對該電子組件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該表面具有一開口，且該開口面對該定位件。
9. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中當該電子組件設置於該通道內時，該電子組件至少部分裸露於該支架之外。
10. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包含一殼體，該殼體具有一開口，該支架的該通道面向該殼體之該開口。
11. 如申請專利範圍第10項所述之散熱模組，其中當該電子組件設置於該通道內時，該電子組件至少部分裸露於該殼體 與該支架之外。
12. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包含一殼體，該殼體具有一開口，該開口在該基座的正投影與該定位件在該基座的正投影相互重疊。
13. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包含一殼體，該殼體具有一開口，且當該電子組件設置於該通道時，該電子組件通過該開口且該電子組件與該開口的邊緣具有縫隙。
14. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該通道係實質垂直該基板延伸。
15. 一種電子裝置，適用於放置一電子組件，包括：一基座，具有一上表面及一相對該上表面的下表面，一開孔穿設該基座的該上表面與該下表面；一電路板，設置於該基座的下表面，且包括一電性連接座，設置於該開孔內並暴露於該上表面；一支架，設置於該基座的該上表面並具有一相對該電性連接座的通道，其中該支架與該基座相鄰的邊緣的至少一段部係與該基座間隔設置，一氣流流道入口形成於該支架之該至少一段部與該基座之間，該氣流流道入口連結該通道；以及一定位件，設置於該通道內並連結該支架的一表面；其中，當該電子組件設置於該通道內時，該電子組件受該定位件所抵靠並電性連結該電性連接座，且該定位件與該表面間具有一間距用於供氣流流動。